MySQL闪回原理与实战

alt

能用钱解决的问题都不是问题,可问题是我是穷人。

DBA或开发人员,有时会误删或者误更新数据,如果是线上环境并且影响较大,就需要能快速回滚。传统恢复方法是利用备份重搭实例,再应用去除错误sql后的binlog来恢复数据。此法费时费力,甚至需要停机维护,并不适合快速回滚。也有团队利用LVM快照来缩短恢复时间,但快照的缺点是会影响mysql的性能。

MySQL闪回(flashback)利用binlog直接进行回滚,能快速恢复且不用停机。本文将介绍闪回原理,给出笔者的实战经验,并对现存的闪回工具作比较。

开胃菜

某天,小明因种种原因,误删了大批线上用户表的数据。他急忙找到公司DBA请求帮助,“客服电话已被打爆,大量用户投诉无法登陆,领导非常恼火。请问多久能恢复数据?”DBA一脸懵逼,沉默十秒后,伸出一根手指。“你的意思是一分钟就能恢复?太好了。”小明终于有些放松,露出了一丝笑容。“不,我们中有个人将会离开公司。”DBA沉痛的说道。

勿让悲剧发生,尽早将此文转给公司DBA。

闪回原理

binlog概述

MySQL binlog以event的形式,记录了MySQL server从启用binlog以来所有的变更信息,能够帮助重现这之间的所有变化。MySQL引入binlog主要有两个目的:一是为了主从复制;二是某些备份还原操作后需要重新应用binlog。

有三种可选的binlog格式,各有优缺点:

  • statement:基于SQL语句的模式,binlog数据量小,但是某些语句和函数在复制过程可能导致数据不一致甚至出错;
  • row:基于行的模式,记录的是行的完整变化。很安全,但是binlog会比其他两种模式大很多;
  • mixed:混合模式,根据语句来选用是statement还是row模式;

利用binlog闪回,需要将binlog格式设置为row。row模式下,一条使用innodb的insert会产生如下格式的binlog:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
# at 1129
#161225 23:15:38 server id 3773306082 end_log_pos 1197 Query thread_id=1903021 exec_time=0 error_code=0
SET TIMESTAMP=1482678938/*!*/;
BEGIN
/*!*/;
# at 1197
#161225 23:15:38 server id 3773306082 end_log_pos 1245 Table_map: `test`.`user` mapped to number 290
# at 1245
#161225 23:15:38 server id 3773306082 end_log_pos 1352 Write_rows: table id 290 flags: STMT_END_F

BINLOG '
muJfWBPiFOjgMAAAAN0EAAAAACIBAAAAAAEABHRlc3QABHVzZXIAAwMPEQMeAAAC
muJfWB7iFOjgawAAAEgFAAAAACIBAAAAAAEAAgAD//gBAAAABuWwj+i1tVhK1hH4AgAAAAblsI/p
krFYStYg+AMAAAAG5bCP5a2ZWE/onPgEAAAABuWwj+adjlhNeAD4BQAAAAJ0dFhRYJM=
'/*!*/;
# at 1352
#161225 23:15:38 server id 3773306082 end_log_pos 1379 Xid = 5327954
COMMIT/*!*/;

闪回原理

既然binlog以event形式记录了所有的变更信息,那么我们把需要回滚的event,从后往前回滚回去即可。

对于单个event的回滚,我们以表test.user来演示原理

1
2
3
4
5
6
7
8
mysql> show create table test.user\G
*************************** 1. row ***************************
Table: user
Create Table: CREATE TABLE `user` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`name` varchar(10) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=6 DEFAULT CHARSET=utf8
  • 对于delete操作,我们从binlog提取出delete信息,生成的回滚语句是insert。(注:为了方便解释,我们用binlog2sql将原始binlog转化成了可读SQL)

    1
    2
    原始:DELETE FROM `test`.`user` WHERE `id`=1 AND `name`='小赵';
    回滚:INSERT INTO `test`.`user`(`id`, `name`) VALUES (1, '小赵');
  • 对于insert操作,回滚SQL是delete。

    1
    2
    原始:INSERT INTO `test`.`user`(`id`, `name`) VALUES (2, '小钱');
    回滚:DELETE FROM `test`.`user` WHERE `id`=2 AND `name`='小钱';
  • 对于update操作,回滚sql应该交换SET和WHERE的值。

    1
    2
    原始:UPDATE `test`.`user` SET `id`=3, `name`='小李' WHERE `id`=3 AND `name`='小孙';
    回滚:UPDATE `test`.`user` SET `id`=3, `name`='小孙' WHERE `id`=3 AND `name`='小李';

TIPS

  • 闪回的目标:快速筛选出真正需要回滚的数据。
  • 先根据库、表、时间做一次过滤,再根据位置做更准确的过滤。
  • 由于数据一直在写入,要确保回滚sql中不包含其他数据。可根据是否是同一事务、误操作行数、字段值的特征等等来帮助判断。
  • 执行回滚sql时如有报错,需要查实具体原因,一般是因为对应的数据已发生变化。由于是严格的行模式,只要有唯一键(包括主键)存在,就只会报某条数据不存在的错,不必担心会更新不该操作的数据。业务如果有特殊逻辑,数据回滚可能会带来影响。
  • 如果只回滚某张表,并且该表有关联表,关联表并不会被回滚,需与业务方沟通清楚。

哪些数据需要回滚,让业务方来判断!

闪回工具

MySQL闪回特性最早由阿里彭立勋开发,彭在2012年给官方提交了一个patch,并对闪回设计思路做了说明(设计思路很有启发性,强烈推荐阅读)。但是因为种种原因,业内安装这个patch的团队至今还是少数,真正应用到线上的更是少之又少。彭之后,又有多位人员针对不同mysql版本不同语言开发了闪回工具,原理用的都是彭的思路。

我将这些闪回工具按实现方式分成了三类。

  • 第一类是以patch形式集成到官方工具mysqlbinlog中。以彭提交的patch为代表。

    优点

    • 上手成本低。mysqlbinlog原有的选项都能直接利用,只是多加了一个闪回选项。闪回特性未来有可能被官方收录。
    • 支持离线解析。

    缺点

    • 兼容性差、项目活跃度不高。由于binlog格式的变动,如果闪回工具作者不及时对补丁升级,则闪回工具将无法使用。目前已有多位人员分别针对mysql5.5,5.6,5.7开发了patch,部分项目代码公开,但总体上活跃度都不高。
    • 难以添加新功能,实战效果欠佳。在实战中,经常会遇到现有patch不满足需求的情况,比如要加个表过滤,很简单的一个需求,代码改动也不会大,但对大部分DBA来说,改mysql源码还是很困难的事。
    • 安装稍显麻烦。需要对mysql源码打补丁再编译生成。

    这些缺点,可能都是闪回没有流行开来的原因。

  • 第二类是独立工具,通过伪装成slave拉取binlog来进行处理。以binlog2sql为代表。

    优点

    • 兼容性好。伪装成slave拉binlog这项技术在业界应用的非常广泛,多个开发语言都有这样的活跃项目,MySQL版本的兼容性由这些项目搞定,闪回工具的兼容问题不再突出。
    • 添加新功能的难度小。更容易被改造成DBA自己喜欢的形式。更适合实战。
    • 安装和使用简单。

    缺点

    • 必须开启MySQL server。
  • 第三类是简单脚本。先用mysqlbinlog解析出文本格式的binlog,再根据回滚原理用正则进行匹配并替换。

    优点

    • 脚本写起来方便,往往能快速搞定某个特定问题。
    • 安装和使用简单。
    • 支持离线解析。

    缺点

    • 通用性不好。
    • 可靠性不好。

就目前的闪回工具而言,线上环境的闪回,笔者建议使用binlog2sql,离线解析使用mysqlbinlog。

关于DDL的flashback

本文所述的flashback仅针对DML语句的快速回滚。但如果误操作是DDL的话,是无法利用binlog做快速回滚的,因为即使在row模式下,binlog对于DDL操作也不会记录每行数据的变化。要实现DDL快速回滚,必须修改MySQL源码,使得在执行DDL前先备份老数据。目前有多个mysql定制版本实现了DDL闪回特性,阿里林晓斌团队提交了patch给MySQL官方,MariaDB预计在不久后加入包含DDL的flashback特性。DDL闪回的副作用是会增加额外存储。考虑到其应用频次实在过低,本文不做详述,有兴趣的同学可以自己去了解,重要的几篇文章我在参考资料中做了引用。

参考资料

[1] MySQL Internals Manual, Chapter 20 The Binary Log

[2] 彭立勋,MySQL下实现闪回的设计思路

[3] Lixun Peng, Provide the flashback feature by binlog

[4] 王广友,mysqlbinlog flashback 5.6完全使用手册与原理

[5] 姜承尧, 拿走不谢,Flashback for MySQL 5.7

[6] 林晓斌, MySQL闪回方案讨论及实现

[7] xiaobin lin, flashback from binlog for MySQL

[8] mariadb.com, AliSQL and some features that have made it into MariaDB Server

[9] danfengcao, binlog2sql: Parse MySQL binlog to SQL you want

文章来自

MySQL闪回原理与实战

-------------本文结束感谢您的阅读-------------
0%